Công thức tính khối lượng hạt nhân nguyên tử lớp 10 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức tính khối lượng hạt nhân nguyên tử lớp 10 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức tính khối lượng hạt nhân nguyên tử từ đó học tốt môn Hóa học.

I. Lý thuyết và phương pháp giải

Hạt nhân ở tâm nguyên tử, chứa các hạt proton mang điện tích dương và các neutron không mang điện.

Khối lượng các loại hạt tạo nên hạt nhân nguyên tử

Hạt	Kí hiệu	Khối lượng (kg)	Khối lượng (amu)
Proton	p	1,673.10-27	≈1
Neutron	n	1,675.10-27	≈1

- Khối lượng hạt nhân nguyên tử = số hạt proton × 1 + số hạt neutron × 1 (đơn vị: amu).

- Khối lượng hạt nhân nguyên tử = số hạt proton. 1,673.10^-27 + số hạt neutron. 1,675.10^-27 (đơn vị: kg)

Chú ý: 1 amu = 1,6605 ×10^-27 kg = 1,6605 × 10^-24 gam.

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Một nguyên tử nhôm (aluminium) có 13 proton; 13 electron và 14 neutron. Khối lượng gần đúng của hạt nhân nguyên tử nhôm này là

A. 26 amu.            

B. 40 amu.            

B. 28 amu.            

D. 27 amu.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Khối lượng gần đúng của hạt nhân nguyên tử nhôm là: 13 × 1 + 14 × 1 = 27 (amu).

Ví dụ 2: Xác định khối lượng của hạt nhân nguyên tử boron chứa 5 proton, 6 neutron và khối lượng nguyên tử boron. So sánh hai kết quả tính được và nêu nhận xét.

Hướng dẫn giải

Trong nguyên tử B: số p = số e = 5; số n = 6.

Khối lượng hạt nhân nguyên tử boron (B) là:

m_p + m_n = 5. 1,673.10^-24 + 6. 1,675.10^-24 = 1,8415.10^-23 (g)

Khối lượng nguyên tử B là:

m_p + m_n + m_e = 5. 1,673.10^-24 + 6. 1,675.10^-24 + 5.9,109.10^-28 = 1,8422.10^-23 (kg)

Tỉ số khối lượng nguyên tử: khối lượng hạt nhân = 1,0003

⇒ Khối lượng nguyên tử tập chung chủ yếu ở hạt nhân.

III. Bài tập vận dụng

Câu 1: Hạt nhân một nguyên tử fluorine có 9 proton và 10 neutron. Khối lượng của hạt nhân nguyên tử fluorine xấp xỉ bằng

A. 9 amu.              

B. 10 amu.            

C. 19 amu.            

D. 20 amu.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Khối lượng của hạt nhân nguyên tử fluorine = 9.1 + 10.1 = 19 (amu).

Câu 2: Tại sao nói khối lượng của nguyên tử chính là khối lượng của hạt nhân?

A. Khối lượng của electron rất nhỏ.

B. Khối lượng của electron rất nhỏ so với tổng khối lượng của proton và neutron.

C. Khối lượng của electron rất nhỏ so với khối lượng của proton.

D. Khối lượng của electron rất lớn.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Proton và neutron có khối lượng xấp xỉ bằng nhau (gần bằng 1 amu). Electron có khối lượng rất bé (chỉ bằng khoảng 0,00055 amu), nhỏ hơn rất nhiều lần so với khối lượng của proton và neutron. Nên ta có thể coi khối lượng của nguyên tử chính là khối lượng của hạt nhân.

Câu 3: Khối lượng của hạt nhân nguyên tử magnesium là 39,1376.10^-27 kg. Khối lượng của hạt nhân nguyên tử magnesium theo amu là bao nhiêu? Biết 1 amu = 1,6605.10^-27 kg.

A. 22,57.

B. 23,57.

C. 27,53.

D. 24,00.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Khối lượng của hạt nhân nguyên tử magnesium theo amu là:

$\frac{39,{1376.10}^{-27}}{1,{6605.10}^{-27}}\approx 23,57amu.$

Câu 4: Các hợp chất của nguyên tố Y được sử dụng như là vật liệu chịu lửa trong các lò sản xuất sắt, thép, kim loại màu, thủy tinh và xi măng. Oxide của Y và các hợp chất khác cũng được sử dụng trong nông nghiệp, công nghiệp hóa chất và xây dựng. Nguyên tử Y có tổng số các hạt là 36. Số hạt không mang điện bằng một nửa hiệu số giữa tổng số hạt với số hạt mang điện tích âm. Khối lượng gần đúng của hạt nhân nguyên tử Y theo đơn vị amu là

A. 12 amu.                      

B. 24 amu.

C. 36 amu.                      

D. 40 amu.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Gọi P, N và E lần lượt là số proton, neutron và electron của Y. Trong đó P = E.

Theo bài ra ta có hệ phương trình:

$\left\{\begin{array}{l}P+E+N=36\\ N=\frac{1}{2}(36-E)\end{array}\right.$ $\iff \left\{\begin{array}{l}2P+N=36\\ N=\frac{1}{2}(36-P)\end{array}\right.$ $\iff \left\{\begin{array}{l}P=12\\ N=12\end{array}\right.$

Khối lượng hạt nhân nguyên tử Y là: 12.1 + 12.1 = 24 (amu).

Câu 5: Nguyên tử helium có 2 proton, 2 neutron và 2 electron. Khối lượng của hạt nhân chiếm bao nhiêu % khối lượng nguyên tử helium? Đáp án gần nhất là

A. 2,7.

B. 97,3.

C. 0,027.

D. 99,973.

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: D

Ta có: m_e = 0,00055u; m_n ≈ m_p ≈ 1amu.

$\%m_{hn}=\frac{1.2+1.2}{0,00055.2+1.2+1.2}.100\%=99,973\%.$

Câu 6: Hạt nhân nguyên tử aluminum gồm 13 proton và 14 neutron. Khối lượng proton có trong 27g aluminium là

A. 15,0972 gam.

B. 13,0972 gam.

C. 14,1216 gam.

D. 7,131.10^-3 gam.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

$n_{Al}=\frac{27}{27}=1\left(mol\right)$

Khối lượng proton là: 13.1,673.10^-24.6,022.10²³ = 13,0972 (g).

Câu 7: Tổng số proton, neutron và electron của nguyên tử X là 46. Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 14. Khối lượng gần đúng của hạt nhân nguyên tử X là

A. 30 amu.            

B. 31 amu.

C. 32 amu.

D. 33 amu.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Gọi số hạt proton, neutron và electron trong nguyên tử X lần lượt là P, N và E.

Nguyên tử trung hòa về điện nên E = P (1)

Tổng số proton, neutron và electron của nguyên tử X là 46 nên:

P + N + E = 46      (2)

Thay E = P vào (2) ta được 2P + N = 46 hay N = 46 – 2P (3)

Trong X số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 14 nên:

(P + E) – N = 14 (4)

Thay E = P; N = 46 – 2P vào (4) ta được:

2P – (46 – 2P) = 14 ⇒ P = 15 (= E)

Vậy N = 46 – 2.15 = 16.

Khối lượng gần đúng của hạt nhân nguyên tử X là: 15 . 1 + 16 . 1 = 31 (amu).

Câu 8: Nguyên tử X có tổng số hạt là 48, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16. Khối lượng gần đúng của hạt nhân nguyên tử X là bao nhiêu amu?

A. 32.                   

B. 31.                    

C. 33.                   

D. 48.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Gọi số hạt proton, neutron, electron có trong X lần lượt là P, N và E.

Trong đó: P = E (do nguyên tử trung hoà về điện).

Tổng số hạt trong nguyên tử X là 48 nên: P + N + E = 48 hay 2P + N = 48 (1).

Trong nguyên tử X, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16 nên:

(P + E) – N = 16 hay 2P – N = 16 (2).

Từ (1) và (2) có P = N = 16.

Khối lượng gần đúng của hạt nhân nguyên tử X là: 16.1 + 16.1 = 32 (amu).

Câu 9: Một nguyên tử có 13 electron ở lớp vỏ và hạt nhân của nó có 14 neutron. Khối lượng hạt nhân nguyên tử theo đơn vị amu là

A. 27.                   

B. 28.                    

C. 26.

D. 42.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Trong nguyên tử:

+ Số hạt proton = số electron = 13.

+ Hạt nhân nguyên tử gồm proton và neutron.

Khối lượng hạt nhân nguyên tử theo đơn vị amu là: 13.1 + 14.1 = 17.

Câu 10: Trong các nguyên tử sau, nguyên tử nào có khối lượng hạt nhân nguyên tử lớn nhất?

A. Na.                   

B. O.                     

C. Ca.

D. H.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Khối lượng hạt nhân nguyên tử Na là 23 amu.

Khối lượng hạt nhân nguyên tử O là 16 amu.

Khối lượng hạt nhân nguyên tử Ca là 40 amu.

Khối lượng hạt nhân nguyên tử H là 1 amu.

Vậy khối lượng hạt nhân nguyên tử Ca là lớn nhất.

Xem thêm các bài viết về công thức Hóa học 10 hay, chi tiết khác:

• Công thức tính khối lượng vỏ nguyên tử

• Công thức tính số khối

• Công thức tính nguyên tử khối trung bình

• Công thức tính số electron tối đa trong một lớp

• Công thức tính số orbital tối đa trong một lớp

• Công thức tính số electron hóa trị

---